ЭФФЕКТИВНЫЙ АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ДЛИН СТЕРЖНЕВЫХЭЛЕМЕНТОВ РАМНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СИСТЕМ
ЭФФЕКТИВНЫЙ АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ДЛИН СТЕРЖНЕВЫХЭЛЕМЕНТОВ РАМНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СИСТЕМ
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2025-21-4-41-55Ключевые слова:
устойчивость, устойчивость стержневых систем, расчетная длина, свободная длина, проверка локальной устойчивостиАннотация
Построен эффективный вычислительный алгоритм, позволяющий находить расчетные длины стержневых элементов рамных конструкций. Для каждого элемента формируется матрица реакций со стороны отбрасываемой части системы и, с учетом этих реакций, решается задача о собственных значениях уравнения продольного изгиба стержня. При поиске собственных значений напряженное состояние в отбрасываемой части системы фиксируется. Алгоритм учитывает взаимодействие каждого исследуемого элемента со всеми остальными элементами конструкции. Построенный алгоритм позволяет за ограниченное время, соизмеримое с затратами на обычный статический расчет, найти точное решение задачи о собственных значениях для каждого стержня и определить расчетные длины всех стержневых элементов входящих в конструкцию.
Библиографические ссылки
Belyj G.I. O raschete uprugikh sterzhney po deformirovannoy skheme pri deystvii aktivnykh i parametricheskikh nagruzok [On the calculation of elastic rods according to a deformed scheme under the action of active and parametric loads] // Mekhanika sterzhnevykh sistem i sploshnykh sred. 1980. S. 41–48.
Aleksandrov A.V. Rol' otdel'nykh elementov sterzhnevoy sistemy pri potere ustoychivosti [The role of individual elements of the rod system during loss of stability]. Vestnik MIITa. Nauchno-tekhnicheskiy zhurnal. Vypusk 5. - M.: 2001, s. 46.
Aleksandrov A.V., Travush V.I., Matveyev A.V. O raschete sterzhnevykh konstruktsiy na ustoychivost' [On the calculation of rod structures for stability]. PGS Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel'stvo. - 2002. - № 3. - S. 16-19.
Grudev I.D., Artomov A.A. Pryamoy metod raschota szhatykh elementov stal'nykh konstruktsiy v sostave sooruzheniya [Direct method for calculating compressed elements of steel structures as part of a building] // Promyshlennoye i grazhdanskoye stroitel'stvo. 2003. - №6. - s. 34-36.
Manuylov, G.A., Kositsyn S.B. O chuvstvitel'nosti kriticheskikh nagruzok dlya dvuparametricheskikh uprugikh sistem k nachal'nym nesovershestvam [On the sensitivity of critical loads for two-parameter elastic systems to initial imperfections] // Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzheniy. - 2008. - № 5. - S. 12-18.
Belostotskiy A.M., Pavlov A.S. Raschet konstruktsiy bol'sheproletnykh zdaniy s uchetom fizicheskoy, geometricheskoy i konstruktivnoy nelineynostey [Calculation of structures of large-span buildings taking into account physical, geometric and structural nonlinearities] // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. - 2010. - T. 6, № 1-2. - S. 80-86.
Belostotskiy A.M., Akimov P.A., Pavlov A.S., Kaytukov T.B., Afanas'yeva I.N. O razrabotke, issledovanii i verifikatsii korrektnykh chislennykh metodov resheniya nelineynykh zadach deformirovaniya, ustoychivosti i zakriticheskogo povedeniya tonkostennykh obolochechno-sterzhnevykh konstruktsiy [On the development, study and verification of correct numerical methods for solving nonlinear problems of deformation, stability and postcritical behavior of thin-walled shell-rod structures] // Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzheniy. 2014. № 5 (256). C. 7—13.
Perelmuter A.V., Slivker V.I. Ustoychivost' ravnovesiya i rodstvennyye problem [Stability of equilibrium and related problems]. Tom III. – M.: Izdatel'stvo SKAD SOFT, 2011.
I. Duan, W.F. Chen. “Effective Length Factors of Compression Members”, Structural Engineering Handbook, Ed. Chen Wai-Fah, CRC Press LLC, Boca Raton,1999.
Britvin E.I., Tarnopolskyi A.A., K voprosu o proverne ustoychyvosty sterzhnevykh konstruktsiy [To the question of checking the stability of rod structures], zh. Budivnytsʹtvo Ukrainy, №1, 2006h. s.22-27.
D.W. White, A. Surovek, and S.C. Kim, Direct Analysis and Design Using Amplified First-Order Analysis Part 1: Combined Braced and Gravity Framing Systems, Engineering Journal, 305-322, 2007.
D.W. White, A. Surovek, and S.C. Kim, Direct Analysis and Design Using Amplified First-Order Analysis Part 2: Moment Frames and General Framing Systems, Engineering Journal, 323-340, 2007.
EN 1993-1-1 (2005) Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings. The European Union Per Regulation 305/2011.
AISC/AISC 360-16. Specification for Structural Steel Buildings. An American National Standard. July 7, 2016.
SP 16.13330.2017, Stal'nyye konstruktsii [Steel structures], SNiP II-23-81*, Moskva, 2017.
Britvin E.I. K voprosu ob opredelenii raschetnykh dlin sterzhnevykh elementov ramnykh prostranstvennykh system [On the issue of determining the calculated lengths of rod elements of frame spatial systems], Stroitel'naya mekhanika i raschet sooruzheniy, 2019. № 3. S. 31-38.
R.H. Wood, Effective length of columns in multi-story buildings, The Struct. Eng., Vol. 52, pp. 351-364, 1974.
F. Cheong-Siat-Moy, K-factor paradox, J. Struct. Eng., Vol. 112(8), pp. 1747–1760, 1986.
R.Q. Bridge, D.J. Fraser, Improved G-factor method for evaluating effective lengths of columns, J. Struct. Eng., Vol. 113(6), pp. 1341–1356, 1997.
J. Hellesland, R. Bjorhovde, Improved frame stability analysis with effective lengths, J. Struct. Eng., Vol. 122(11), pp. 1275–1283, 1996.
M. Horne, An Approximate Method for Calculating the Elastic Critical Loads of Multi-Story Plane Frames, 1975.
L. Duan, W.F. Chen, Effective length factor for columns in braced frames, J. Struct. Eng., Vol. 114(10), pp. 2357–2370, 1988.
N. Kishi, W. Chen, Y. Goto, Effective length factor of columns in semirigid and unbraced frames, J. Struct. Eng., Vol. 123(3), pp. 313–320, 1997.
D.W. White, J.F. Hajjar, Buckling models and stability design of steel frames: a unified approach, J. Constr. Steel Res., Vol. 42(3), pp. 171–207, 1997.
Oppe M., Muller C.,Iles C., NCC: buckling length of columns; rigorous approach, London, Accsess Steel, 2005.
J. Hellesland, Mechanics and effective lengths of columns with positive and negative end restraints, Eng. Struct., Vol. 29(12), pp. 3464–3474, 2007.
Webber A., Orr J.J., Shepherd P., Crothers K., The effective length of columns in multi-storey frames, Engineering Structures, Vol. 102, pp. 132-143, 2015.
M. Farajian, P. Sharafi, K. Kildashti, The influence of inter-module connections on the effective length of columns in multi-story modular steel frames, J. Constr. Steel Res., Vol. 177, pp. 1–26, 2021.
N.-I. Kim, D.-H. Choi, System buckling analysis for multi-story frames subjected to nonconservative forces, Int. J. Steel Struct., Vol. 15(2), pp. 285–297, 2015.
Leytes S.D. Spravochnik po opredeleniyu svobodnykh dlin elementov stal'nykh konstruktsiy [Handbook for determining free lengths of steel structure elements], M.: Proyektstal'konstruktsiya, 1967.
Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в трех томах. Под редакцией И.А.Биргера и Я.Г.Пановко, изд. “Машиностроение”, М. 1968.
Prochnost', ustoychivost', kolebaniya. Universal'nyy programmnyy kompleks dlya rascheta konstruktsiy na prochnost' SELENA [Universal software package for calculating the strength of structures SELENA]. Sayt: selenasys.com, 580 S.
SCAD Office.V.23.System SCAD++ / V.S.Karpilovskyy, E.Z.Kryksunov, А.А Maliarenko, A.V.Perelmuter, M.A.Perelmuter, S.Y. Fialko. — Publishing House SCAD SOFT, 2024. — 992 p.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
